Korrosion av aluminium

Aluminium Corrosion Welding

Aluminium tål mycket - det är känt för sitt naturligt skyddande oxidskikt. Men som alla metaller har aluminium också svagheter som du måste ta hänsyn till.

Här får du en översikt över hur du undviker korrosion av aluminium. Om du arbetar med ett specifikt projekt är du alltid välkommen att kontakta oss för rådgivning.

Aluminium i maritima miljöer

Aluminiumräcke på vindkraftverk till havs
Aluminiumräcke på vindkraftverk till havs

Aluminium kan användas i maritima miljöer. Även om fukt och salt kan bryta ned aluminium finns det legeringar som är resistenta mot havsvatten.

Se cases på aluminium i offshore här.

De havsvattenbeständiga legeringarna finns inom 5xxx- och 6xxx-serierna. Enligt EN13195:2009 är 5083, 5754, 6060 och 6082 typiska exempel på legeringar som kan vara havsvattenbeständiga.

Dessutom rekommenderar EN1999-1-1 (Eurocode 9) att man använder skruvar, bultar och andra fästelement i syrafast rostfritt stål A4 1.4404/316L för att undvika galvanisk korrosion.

Oxidskikt skyddar mot korrosion

Fasad nära havet med obehandlad aluminiumbeklädnad
Fasad nära havet med obehandlad aluminiumbeklädnad

Jämfört med många andra metaller har aluminium en god allmän korrosionsbeständighet. Det beror på det tunna oxidskikt som aluminium bildar när det kommer i kontakt med luftens syre. Om oxidskiktet skadas återställs det inom millisekunder - om syre finns närvarande.

Oxidskiktet är mycket hårt och svårt att tränga igenom, vilket gör det till ett bra ytskydd mot yttre påverkansfaktorer.

I en torr miljö utan stora temperaturväxlingar räcker oxidskiktet för att skydda aluminium mot korrosion. Ingen ytterligare ytbehandling krävs.

Vid anodisering/eloxering av aluminium skapas ett ännu tjockare och stabilare oxidskikt. Anodisering skyddar därför mycket bra mot korrosion, men kan också ha ett estetiskt syfte för produkten.

Obehandlat aluminium behåller inte sin blanka yta eftersom oxidskiktet gör att ytan patineras naturligt med tiden. Därför kan du behöva ytbehandla metallen om du har särskilda ytkrav.

Aluminium efter kontakt med våt betong
Aluminium efter kontakt med våt betong

Syror och baser

Det optimala pH-värdet för oxidskiktet ligger mellan 4 och 9. Detta innebär att sura och alkaliska miljöer utanför detta intervall bryter ned oxidskiktet och orsakar gropfrätning i den råa aluminiumytan.

Baser bryter ner aluminium snabbare än syror. Till exempel reagerar koncentrerad kaustiksoda så häftigt med aluminium att det kan börja koka.

Våt betong är ett typiskt material som man bör vara uppmärksam på. Betong har ett pH-värde på 12,5-13,5, vilket är långt över oxidskiktets toleransnivå. Därför måste man till exempel på byggarbetsplatser vara noga med att skydda aluminium från våt betong. Anodisering kan inte förhindra denna typ av korrosion.

Typer av aluminiumkorrosion

De vanligaste typerna av aluminiumkorrosion är galvanisk korrosion och punktfrätning. Om ditt material korroderar har du förmodligen stött på någon av dessa två typer av korrosion.

Aluminium med svår galvanisk korrosion
Aluminium med svår galvanisk korrosion

Galvanisk korrosion

Galvanisk korrosion uppstår när metaller bryter ner varandra. Om aluminium kommer i kontakt med en ädlare metall (t.ex. koppar, zink och vissa typer av stål) via en elektrolyt (t.ex. saltvatten), bryts aluminiumet ned.

Galvanisk korrosion uppstår endast om det finns en elektrolyt närvarande. Därför är det främst i havs- eller kustmiljöer som du behöver vidta försiktighetsåtgärder. I en torr inomhusmiljö är det i allmänhet inget problem att kombinera aluminium med en ädlare metall.

Förebygga galvanisk korrosion

Det finns olika metoder för att förhindra galvanisk korrosion. En enkel metod är att isolera de olika metallerna med elektrisk isolering. Detta bryter den elektriska kontakt som elektrolyten skapar.

Du kan också ytbehandla, t.ex. måla, den mest värdefulla metallen för att skydda den mot galvanisk korrosion. Det är viktigt att beläggningen är tätt förseglad - även små repor kan räcka för att starta korrosionsreaktionen. Läs mer surfacom ytbehandling som korrosionsskydd här.

En annan metod är att använda offeranoder. Här "offrar" man en annan metall som är mindre ädel än aluminium. Man placerar metallen på aluminiumet, som nu inte längre är den mindre ädla metallen, och därför kommer korrosion att angripa offeranoden.

Offeranoder (vita) på ett fartyg.
Offeranoder (vita) på ett fartyg. Bildkälla: Wikipedia Wikipedia

Vid mekanisk ytbehandling av aluminium är det mycket viktigt att verktygen inte innehåller koppar eller stål, som kan reagera med aluminium.

Det är också viktigt att verktygen inte används på andra metaller. Om verktyget överför partiklar eller spån från andra metaller till aluminiumytan finns det stor risk för galvanisk korrosion. Därför bör du också se till att hålla ett fysiskt avstånd till arbetsstycken av aluminium när du bearbetar andra metaller så att spånen inte landar på aluminiumet.

Galvanic Corrosion

Punktfrätning

Punktfrätning är mindre allvarlig än galvanisk korrosion. Punktfrätning är oftast en lokal skada som främst är estetisk.

Liksom galvanisk korrosion uppstår punktfrätning på grund av en elektrolyt - dvs. saltvatten eller fukt.

Därför är aluminium i fuktiga och salta miljöer benäget att drabbas av frätskador. Smuts och skräp som täcker metallen och fångar upp fukt kan också vara en bra grogrund för frätskador.

Aluminium surface without pitting
Aluminiumyta utan gropar
Aluminium surface with pitting corrosion
Aluminium surface with pitting corrosion

Förebygga punktfrätning

Punktfrätning är vanligtvis ytlig och påverkar inte materialets hållfasthet. För att undvika frätskador är det dock viktigt att hålla aluminiumytan torr och någorlunda ren.

Det innebär att det är en god idé att skölja ytan med vatten regelbundet (1-2 gånger per år) och låta ytan torka. Därför bör ytan utformas så att vatten och fukt kan rinna bort och inte samlas i skrymslen och hörn.

En enkel ytbehandling som anodisering eller lackering är också ett bra skydd mot frätskador.

Filiform korrosion

För lackerade föremål skall man vara medveten om att risken för filiform korrosion finns. Filiform korrosion uppstår när vätskor tränger in under färgen och reagerar med den råa aluminiumytan.

Filiform korrosion
Filiform korrosion. Bildkälla: AMPP.org

Riskfaktorer för obehandlat aluminium

Tack vare oxidskiktet kan aluminium i många fall användas utan ytterligare ytbehandling. Som beskrivits ovan finns det dock gränser för vad oxidskiktet tål. Därför måste du vara noga med att välja rätt legering för den specifika miljön och undvika riskfaktorer som starka syror och baser.

Riskfaktorer

Som utgångspunkt bör du undvika att obehandlat aluminium kommer i direkt kontakt med följande ämnen och material:

  • Andra metaller, t.ex. koppar, bly och järn. Detta är särskilt viktigt vid fuktiga förhållanden.
  • Oorganiska syror, t.ex. saltsyra och svavelsyra.
  • Myrsyra, oxalsyra och klorerade lösningsmedel.
  • Baser
  • Kvicksilver och kvicksilversalter.
  • Kloridlösningar.
  • Vatten som innehåller tungmetaller.
  • Syrahaltigt trä, fuktigt trä och trä impregnerat med kopparinnehållande salter.
  • Basiska byggnadsmaterial, t.ex. färsk betong.

Med rätt legering eller ytbehandling kan du dock minimera risken för de flesta av ovanstående faktorer. Du kan inte nödvändigtvis undvika korrosion, men du kan minimera skadorna.

Rengöring av aluminium

Om smuts och skräp samlas på en aluminiumyta kan den hålla kvar fukt. Därför är det en bra idé att rengöra smutsiga aluminiumytor 1-2 gånger om året för att förhindra korrosion.

Läs mer om metoder och relommendationer för rengöring av aluminium.

Korrosionsklasser

Det finns ingen standard för korrosionsklasser inom aluminium. Korrosionsklassen skall beräknas för varje enskild situation.

Var uppmärksam på att en given miljö kan ha olika korrosionsklasser för olika metaller. Ett vanligt exempel är maritim miljö, där det vanligtvis är klass C5 för stål och klass C3 för aluminium.

Korrosionsklassen för en given miljö bestäms i tre steg:

Define the following four parameters for the given climate:

  1. Definiera följande fyra parametrar för det givna klimatet
         a. T = genomsnittstemperatur
         b. RH = genomsnittlig luftfuktighet
         c. Pd = genomsnittligt innehåll av SO2 i luften (oftast högre i industriella miljöer)
    1. Sd = genomsnittligt innehåll av klorid (Cl-) i luften (oftast högre vid kustområden)
  1. Sätt im parametrarna i formeln och beräkna korrosionshastigheten
  2. Hitta korrosionsklassen i tabellen
Corrosivity category Corrosion rates of metals
  Unit Carbon steel Zinc Copper Aluminium
C1 g/(m2∙a)  rcorr ≤ 10 rcorr ≤ 0,7 rcorr ≤ 0,9 Negligible
µm/a rcorr ≤ 1,3 rcorr ≤ 0,1 rcorr ≤ 0,1 _
C2 g/(m2∙a) 10 < rcorr ≤ 200 0,7 < rcorr ≤ 5 0,9 < rcorr ≤ 5 rcorr ≤ 0,6
µm/a 1,3 < rcorr ≤ 25 0,1 < rcorr ≤ 0,7 0,1 < rcorr ≤ 0,6 _
C3 g/(m2∙a) 200 < rcorr ≤ 400 5 < rcorr ≤ 15 5 < rcorr ≤ 12 0,6 < rcorr ≤ 2
µm/a 25 < rcorr ≤ 50 0,7 < rcorr ≤ 2,1 0,6 < rcorr ≤ 1,3 _
C4 g/(m2∙a 400 < rcorr ≤ 650 15 < rcorr ≤ 30 12 < rcorr ≤ 25 2 < rcorr ≤ 5
µm/a 50 < rcorr ≤ 80 2,1 < rcorr ≤ 4,2 1,3 < rcorr ≤ 2,8 _
C5 g/(m2∙a) 650 < rcorr ≤ 1500 30 < rcorr ≤ 60 25 < rcorr ≤ 50 5 < rcorr ≤ 10
µm/a 80 < rcorr≤ 200 4,2 < rcorr ≤ 8,4 2,8 < rcorr≤ 5,6 _
CX g/(m2∙a) 1500 < rcorr ≤ 5500 60 < rcorr ≤ 180 50 < rcorr ≤ 90 rcorr > 10
µm/a 200 < rcorr ≤ 700 8,4 < rcorr ≤ 25 5,6 < rcorr ≤ 10 _

Kilde: EN ISO 9223